锂离子电池原理及工艺流程.doc

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1、锂离子电池原理及工艺流程一、 原理1.0正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体（铜箔） 负极3.0工作原理3.1充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC63.2电池放电

2、过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。二、 工艺流程三、 电池不良项目及成因：1.容量低产生原因：a.附料量偏少；b.极片两面附料量相差较大；c.极片断裂；d.电解液少；e.电解液电导率低；f.正极与负极配片未配好；g.隔

3、膜孔隙率小；h.胶粘剂老化→附料脱落；i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j.分容时未充满电；k.正负极材料比容量小。2.内阻高产生原因：a.负极片与极耳虚焊；b.正极片与极耳虚焊；c.正极耳与盖帽虚焊；d.负极耳与壳虚焊;e.铆钉与压板接触内阻大；f.正极未加导电剂；g.电解液没有锂盐；h.电池曾经发生短路；i.隔膜纸孔隙率小。3.电压低产生原因：a.副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；b.未化成好（SEI膜未形成安全）；c.客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）；d.客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e.毛刺；f.微短路；g.负极产生枝晶。4.超厚产生超厚的原因有以

4、下几点:a.焊缝漏气;b.电解液分解;c.未烘干水分;d.盖帽密封性差;e.壳壁太厚;f.壳太厚;g.卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。5.成因有以下几点a.未化成好（SEI膜不完整、致密）；b.烘烤温度过高→粘合剂老化→脱料；c.负极比容量低；d.正极附料多而负极附料少；e.盖帽漏气，焊缝漏气；f.电解液分解，电导率降低。6.爆炸a. 分容柜有故障（造成过充）；b.隔膜闭合效应差;c.内部短路7.短路a.料尘；b.装壳时装破；c.尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）;d.卷绕不齐；e.没包好；f.隔膜有洞;g.毛刺8.断路a) 极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；b) 连接片

5、断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下） 1、 基本工作原理1）、正极反应：LiCoO2=====Li1-xCoO2+xLi++xe-      2）、负极反应：6C+xLi++xe-=====LixC6       3）、电池反应：LiCoO2+6C======Li1-xCoO2+LixC6 4）、电池的电动势：（1）、定义：在没有电流的情况下，电池正、负极两端的电位差。        （2）、影响因素：由电极材料决定，不受其它任何辅助材料影响。2、 电压特性1）、开路电压：用电压表直接测量的正、负极两端的电压。        E=V–IR2）、工作电压范围：2.75~4.2v

6、olt。3）、额定电压：3.6volt。4）、平均工作电压:3.72volt。5）、影响电压特性的基本因素  （1）、电极材料；（2）、电极配方；（3）、电池设计；4、 工作电流：1）、电极的极化：由于电池电极上有电流通过，导致电极电位偏离平衡状态。  a、欧姆极化：电池材料的电阻影响。b、电化学极化：得失电子的难易，导致电极电位偏离平衡状态。c、浓差极化：由于离子迁移速度慢，导致电极电位偏离平衡状态。 2）、极化与电流的关系：ie

7、片的面积；  （3）、极片压实密度；  （4）、钝化膜的厚度；化学电源在实现能量的转换过程中，必须具有两个必要的条件：一. 组成化学电源的两个电极上进行的氧化还原过程，必须分别在两个分开的区域进行，这一点区别于一般的氧化还原反应。二. 两电极的活性物质进行氧化还原反应时所需电子必须由外线路传递，这一点区别于金属腐蚀过程的微电池反应。为了满足以上的条件，任何一种化学电源均由以下四部分组成：1、 电极电池的核心部分，它是由活性物质和导电骨架所组成。活性物质是指正、负极中参